自2004年完成学业后，王伟源便加入了由知名戏剧编剧兼导演杭程所带领的创作团队，开启了他的艺术生涯。次年，他在北京展览剧场登台，参演了杭程执导的大型多媒体舞台剧《新青年》，由此正式进入公众视野。在此后的数年间，他持续作为杭程导演戏剧作品中备受信赖的御用男主角，频繁亮相于各大重要舞台，积累了丰富的表演经验。与此同时，他也逐步涉足戏剧的导演与制作领域，拓宽了自己在戏剧行业的专业能力。在作品《大连故事》中，他成功塑造了齐孝廉这一角色。2008年北京奥运会举办期间，他参与了由北京卫视与上海文广集团联合策划制作的百集奥运献礼情景剧《奥运在我家》的拍摄工作；该剧后来荣获了第27届中国电视剧飞天奖最佳长篇电视剧特别奖，而王伟源在剧中担任了主要演员之一，贡献了重要表演。2010年，他因出演新锐导演江涛执导的电影作品《无底洞》而获得业界认可，并成功入围第14届上海国际电影节电影频道传媒大奖最佳男配角提名。2012年，他在当时的热播电视剧《刀客家族的女人》中饰演了许根子一角，进一步提升了知名度。2014年5月，他在一部都市话题轻喜剧《香火》中扮演了丁凯南；同年9月，他又在一部年代传奇大戏《大连故事》中再次饰演了齐孝廉，展现了其角色的多样性。2016年1月，他完成了都市商战题材大戏《角力之城》中的相关戏份拍摄。至2024年，他的演艺活动依然活跃：先是于5月30日，其作为主演之一的电视剧《盛怒》正式宣布开机；随后在4月22日（按时间顺序实为前期），他参演的电视剧《春色寄情人》已率先播出，他在剧中饰演了名为奎哥的角色。
自二零零五年起，该演员便持续活跃于北京的戏剧舞台，积累了丰富的剧场演出经验。其中，在二零零五年，他作为男一号在北京展览馆剧场完成了首次重要公演。随后在二零零七年，他两度担纲男主角，分别在北京先锋剧场呈现了精彩的舞台作品。进入二零零八年，他再次以男一号的身份在北京九个剧场完成了演出。至二零零九年，他继续担任男主角，于北京七色光剧场进行了公演。最近的一次重要演出是在二零一二年，他在北京大学百年讲堂的舞台上，以男二号的身份参与了剧目###BOOKTITLE_1###的公演，展现了其表演生涯的持续发展与角色塑造的多样性。这一系列演出经历清晰地勾勒出其在北京戏剧界稳步前行的艺术轨迹。